package org.basis.algorithm.sort;

import org.basis.algorithm.common.SortUtil;

import java.util.Currency;

/**
 * 小和问题(由归并排序衍生)
 *
 * @author Mr_wenpan@163.com 2021/12/03 10:44
 */
public class SmallSum {

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
        // 1x5 + 2*4 + 3*3 + 2*4 + 5*1 = 35
        System.out.println("process1(arr) = " + process1(arr));
        int process = process(arr);
        System.out.println("smallSum = " + process);

        // 对数器对数
        final int count = 10000;
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            int[] array = SortUtil.generateRandomArray(100, 100);
            int one = process1(array);
            int[] array1 = SortUtil.copyArray(array);
            int two = process(array1);
            if (one != two) {
                System.out.println("小和有问题!");
                break;
            }
        }
    }

    /**
     * 通过归并排序的方式求小和问题，锻炼归并排序和递归
     * 小和问题可以反向思考：也就是从0 ~ n位置，每个位置的数往后看，有几个数比他大那么他就要被加几次，所以可以看成，在归并的时候
     * 这里还有点问题？？？？
     */
    private static int process(int[] arr) {
        if (arr == null || arr.length < 2) {
            return 0;
        }
        return doProcess(arr, 0, arr.length - 1);
    }

    private static int doProcess(int[] arr, int left, int right) {
        // base case
        if (left >= right) {
            return 0;
        }
        int mid = left + (right - left) / 2;
        // 左右区间有序
        int leftSum = doProcess(arr, left, mid);
        int rightSum = doProcess(arr, mid + 1, right);

        return leftSum + rightSum + merge(arr, left, mid, right);
    }

    private static int merge(int[] arr, int left, int mid, int right) {
        int i = 0;
        int p1 = left;
        int p2 = mid + 1;
        int[] help = new int[right - left + 1];
        int smallSum = 0;
        while (p1 <= mid && p2 <= right) {
            // 注意：这里当arr[p1] = arr[p2]时，必须拷贝右边的
            if (arr[p1] < arr[p2]) {
                help[i] = arr[p1];
                smallSum = smallSum + arr[p1] * (right - p2 + 1);
                i++;
                p1++;
            } else {
                help[i] = arr[p2];
                p2++;
                i++;
            }
        }

        // 这里要取等号
        while (p1 <= mid) {
            help[i++] = arr[p1++];
        }

        // 这里要取等号
        while (p2 <= right) {
            help[i++] = arr[p2++];
        }

        // 将help数组拷贝回原数组
        for (int j = 0; j < help.length; j++) {
            arr[left + j] = help[j];
        }

        return smallSum;
    }

    /**
     * 通过双重循环的方式求小和，时间复杂度为O（N^2）
     */
    private static int process1(int[] arr) {
        if (arr == null || arr.length < 2) {
            return 0;
        }
        int smallSum = 0;
        // 循环求和
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            for (int j = i; j >= 0; j--) {
                if (arr[i] > arr[j]) {
                    smallSum = smallSum + arr[j];
                }
            }
        }
        return smallSum;
    }

}
